毕业论文--基于FPGA的乐曲音符显示系统设计与实现

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1、大连东软信息学院本科毕业设计（论文）论文题目：基于FPGA的乐曲音符显示系统设计与实现系所：电子工程系专业：电子信息工程（集成电路设计与系统方向）学生姓名：学生学号：指导教师：导师职称：讲师完成日期：2014年4月21日大连东软信息学院DalianNeusoftUniversityofInformation大连东软信息学院毕业设计（论文）摘要基于FPGA的乐曲音符显示系统设计与实现摘要为了符合国家的发展趋势，随着集成技术迅速发展，可编程逻辑器件的功能和容量的不断扩大，FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)使集成电路的设计进入可编程片上系统(Sys

2、temonaProgrammableChip，SoPC)的设计时代。基于芯片的设计方法，有效地缩短了产品开发周期，减少了设计芯片的数量，缩小了系统体积，降低了系统能耗，提高了系统的灵活性和可靠性。这一设计用于音乐入门教育上，能够节约纸张成本，可循环利用。本文主要论述了基于FPGA的乐曲音符显示系统设计，FPGA的基本原理以及核心技术：数控分频、数字电路功能仿真、逻辑综合、FPGA验证等。本设计的基本原理是：硬件电路的发声原理，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制FPGA芯片某个引脚输出一定频率的矩形波，接上扬声器就能发出相应频率的声音。其中涉及到的关键技术有：数控分频，即使

3、用数字分频模块将基准时钟的频率分频成相应的音符频率；数字电路功能仿真，电路在理想环境下的行为和设计构想是否一致；逻辑综合，用硬件描述语言（Verilog或VHDL）设计电路，需要将语言描述转换为电路图描述；还有FPGA验证，借助FPGA开发板对数字电路进行验证。设计完成后能够看到稳定的输出波形，下载到Altera的板子上，演奏一首或几首指定乐曲，并且在乐曲演示的同时在七段数码管上显示出对应的音符，以达到听觉和视觉上的双重感受。关键词：集成电路设计，FPGA，硬件描述语言V大连东软信息学院毕业设计（论文）AbstractDesignandImplementationofMusicNotesD

4、isplaySystemBasedonFPGAAbstractInordertomeetthetrendofdevelopmentofourcountry,withtherapiddevelopprogressoftheintegratedtechnology，thefunctionalityandcapacityofprogrammablelogicdevicescontinuetoexpand.FPGA(FieldProgrammableGateArray)makesthedesignofintegratedcircuitcomeintoaneraofdesignofSoPC.Base

5、donthedesignmethodologyofchips,FPGA,ithaseffectivelyshortenedthedevelopmentperiodofproducts,reducedthenumberofdesignedchips,thesystemsize,andtheenergyconsumption,andithasimprovedtheflexibilityandreliabilityofthesystem.Thisdesign,usedfortheentranceofmusiceducation,cannotonlysavethecostofpaper,butal

6、soberecycled.ThisarticlemainlydiscussesthedisplayingsystemanddesignofmusicnotesbasedonFPGA,anditsbasicprinciplesandthecoretechnologiesofFPGA,suchasnumericalcontroldivider,digitalcircuitfunctionalsimulation,logicsynthesis,FPGAverificationandsoon.Thebasicprinciplesofthedesignare--vocalizationprincip

7、lesofhardwarecircuit,thespectrumofvocalizationfrequencyisaboutdozensofHztothousandsofHz.IfwecanmakegooduseofaprogramtocontrolacertainpinofFPGAchiptooutputarectangularwaveinacertainfrequency,wecanmakethesoundsofac